JP4438169B2

JP4438169B2 - Coating apparatus, coating member manufacturing method, and color filter manufacturing apparatus and manufacturing method

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Publication number: JP4438169B2
Application number: JP2000077719A
Authority: JP
Inventors: 洋川竹; 正治遠山; 和幸橋本
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2000-03-21
Filing date: 2000-03-21
Publication date: 2010-03-24
Anticipated expiration: 2020-03-21
Also published as: JP2001259500A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗布液の塗布装置および塗布部材の製造方法に係わり、特に、ガラス基板や金属基板などの硬質で平坦な枚葉形態の被塗布部材の表面に、塗布液を吐出口から吐出して、均一な厚みの塗布液の塗膜を形成する塗布装置およびこの塗布装置を用いて被塗布部材に塗膜を形成してなる塗布部材の製造方法、ならびに、これら装置および方法を用いたカラーフィルタの製造装置および製造方法に関する。
【０００２】
【０００３】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗布液の塗布装置および塗布部材の製造方法に係わり、特に、ガラス基板や金属基板などの硬質で平坦な枚葉形態の被塗布部材の表面に、塗布液を吐出口から吐出して、均一な厚みの塗布液の塗膜を形成する塗布装置およびこの塗布装置を用いて被塗布部材に塗膜を形成してなる塗布部材の製造方法、ならびに、これら装置および方法を用いたカラーフィルタの製造装置および製造方法に関する。
【０００４】
【従来の技術】
カラー液晶ディスプレイ用のカラーフィルタは、被塗布部材としてのガラス基板上に、３原色の細かな格子模様を有しており、この格子模様は、ガラス基板上に黒色の塗膜を形成した後、そのガラス基板上を更に、赤、青、緑の３原色に塗り分けて製造される。
【０００５】
それ故、カラーフィルタの製造には、ガラス基板上に、黒、赤、青、緑の塗布液を順次塗布し、それぞれの塗膜を順次形成する塗布工程が、不可欠である。
【０００６】
この種の薄膜塗布工程には、従来、枚葉塗布装置として、スピナー、バーコータあるいはロールコータが使用されていたが、塗布液の消費量削減が可能で、塗膜物性の向上や基板の大板化への対応が比較的容易にできるという利点から、近年に至っては、ダイコータの使用が検討されている。
【０００７】
ダイコータでは、被塗布部材表面に、塗布幅方向で均一な厚みの塗膜を形成し、かつ、塗布すじのない高品位な塗布面を得るには、被塗布部材と塗布ヘッドのリップ先端部との隙間（以後、クリアランスと称す）を長手方向で均一、かつ、適切な範囲に設定し、図６で示す液溜まりＢを塗布幅方向で均一に形成する必要がある。このためのクリアランスの調整範囲は、塗布厚みの１〜１０倍程度、具体的には、塗布厚みが３０μｍ以下なら、５０〜３００μｍ程度であり、その長手方向のバラツキは、設定するクリアランスの大きさに対して、数％から十数％程度、具体的には数μｍから十数μｍ程度まで、小さくしなければならない。
【０００８】
このように非常に狭いクリアランスを、長手方向で均一に設定するための技術として、従来より塗布ヘッドおよびその保持手段の機械精度を高める工夫がなされてきた。つまり、塗布ヘッドおよび塗布ヘッドの保持手段におけるそれぞれの保持面が同一面上になるよう製作することで塗布ヘッドの保持精度を高めたり、さらに、特開平７−２５６１８６号公報では、塗布ヘッドの吐出口側におけるリップ先端部の長手方向の真直度を高精度に仕上げることが、開示されている。
【０００９】
しかしながら、生産性向上のため、被塗布部材が広幅化されるに伴い、例えば塗布ヘッドが１ｍ以上に長尺化されると、特開平７−２５６１８６号公報で開示されているように、たとえ、リップ先端部の真直度を塗布幅方向で５μｍ以下に仕上げたとしても、塗布ヘッドをその保持手段に保持した際に、それぞれが自重で変形して生じる、自重たわみによる変形量（以下、自重たわみ量と称す）が、設定するクリアランスに対して無視できなくなるほど大きくなり、クリアランスが両端に対して中央が狭くなることで、塗布厚み精度が悪化したり、塗布すじが発生しやすくなり、製品の品質特性上、不都合が生じる。
【００１０】
この塗布ヘッドが長尺になるほど問題になる、塗布ヘッドや保持手段の自重たわみ量を実質的にゼロ、すなわち、設定するクリアランスの大きさに対して、数％以内とするには、塗布ヘッドや保持部の断面積を大きくして、たわみに対する剛性を高めれば良いが、それに伴う塗布ヘッドや保持部の大型化や重量増加により、例えば塗布ヘッドの製作費用が著しく増大したり、ヘッドの交換や洗浄、組立分解作業に多大な労力が必要になる問題が発生する。また、塗布ヘッドを大型化するほど、その製作精度を高めることが困難となり、その結果、塗布厚み精度がかえって悪化するというジレンマにも陥る。
【００１１】
そこで、特開平６−１４２５８８号公報や同１０−３２８６００号公報には、塗布ヘッドの背面から押圧によってヘッドを強制的に変形させることができる、クリアランス均一化機構を備えたダイコータが提案されている。
【００１２】
しかしながら、クリアランス均一化機構を備えた特開平６−１４２５８８号公報や同１０−３２８６００号公報に提案されているダイコータでは、塗布ヘッドの交換毎に必要な、均一化機構とヘッドの脱着作業が煩わしく、押圧量を微調整する作業に熟練が必要なため、装置を立ち上げるまでに多大な時間を要するといった新たな問題が生じる。さらには、調整機構の装着に伴う剛性確保のために、必然的にダイコータのサイズも大きくなり、製作コストや設置スペースの増加などの問題も生じる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した従来技術では解決出来ない問題点を解決するもので、その目的とするところは、塗布ヘッドの剛性アップによる重量や製作コストの増加、さらには作業性の悪化をまねくことなく、ヘッドの交換毎に煩わしいたわみ調整作業を作業者が行わなくとも、サイズの大きな被塗布部材に対して、塗布幅方向にわたって均一なクリアランスを容易に設定し、塗布厚み精度の高い塗布液の塗膜を容易に形成できる、塗布装置および塗布部材の製造方法を提供することにある。更に、これら塗布装置および塗布部材の製造方法を用いた、生産性の高い、カラーフィルタの製造装置および製造方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、上記目的を達成するためには、塗布ヘッドやその保持手段の自重たわみ量がクリアランスに影響しないように、塗布ヘッドや保持手段の各保持面や塗布ヘッドのリップ先端部を長手方向で特定の形状とすることが効果的であるとの知見を得、本発明を完成させるに至った。
【００１５】
上記目的を達成する本発明に係る塗布装置の構成は、次の通りである。
【００１６】
塗布液を吐出するための吐出口を備えた塗布ヘッドと、該塗布ヘッドを保持する保持手段と、該塗布ヘッドの吐出口に対向して被塗布部材を支持する支持手段と、塗布ヘッドまたは被塗布部材のいずれか一方を相対的に移動させる移動手段を備え、前記被塗布部材に前記塗布ヘッドの吐出口から吐出する塗布液の塗膜を形成する塗布装置において、前記保持手段および前記塗布ヘッドは、塗布ヘッドを保持するための保持面をそれぞれ有し、かつ、少なくとも一方の保持面は、塗布ヘッドの長手方向で同一面上になく、さらに、前記保持手段および前記塗布ヘッドが有するそれぞれの前記保持面を互いに当接させることにより、塗布ヘッドの長手方向でクリアランスが略均一となるように前記保持手段と前記塗布ヘッドが固定されていることを特徴とする塗布装置。
【００１７】
本発明に係るこの塗布装置によれば、塗布ヘッドやその保持手段の少なくとも一方の保持面が、塗布ヘッドの長手方向で同一面上にないため、塗布ヘッドをその保持手段に取り付ける際に働くモーメントによって、塗布ヘッドや保持手段は、例えば、塗布ヘッドの自重たわみ量が、実質的にゼロ、すなわち、設定するクリアランスに対して、数％以下となる方向に変形することが可能である。したがって、作業者は塗布ヘッドの自重たわみなどを特に意識しなくとも、塗布ヘッドの長手方向の水平度さえ調整すれば、均一なクリアランスを容易に設定でき、例えば、塗布幅が１ｍを超えるような長尺の塗布ヘッドでも、塗布幅方向で均一な厚みの塗膜を容易に形成することができる。さらに、たわみに対する剛性を十分に確保しなくても良くなるため、塗布ヘッドを軽量化して、ヘッド交換作業や洗浄、組立分解作業などが容易に、かつ、短時間で実施でき、装置の稼働率が向上する。
【００１８】
上述した本発明の塗布装置では、前記保持手段および／または前記塗布ヘッドの保持面は、塗布ヘッドの長手方向で離散的に３カ所以上であることが好ましく、さらに好ましくは、その各保持面の位置が鉛直方向に異なっていることが良い。
【００１９】
この場合、塗布ヘッドやその保持手段に取り付けた際、それぞれを容易に変形させることができ、さらに、例えば、塗布ヘッドの自重たわみ量が、実質的にゼロ、すなわち、設定するクリアランスに対して、数％以下となる方向に変形させるための調整が容易に実施することができる。
【００２０】
また、上記目的を達成する本発明に係る塗布装置は、次のような構成でも良い。
【００２１】
塗布液を吐出するための吐出口を備えた塗布ヘッドと、該塗布ヘッド保持する保持手段と、該塗布ヘッドの吐出口に対向して被塗布部材を支持する支持手段と、塗布ヘッドまたは被塗布部材のいずれか一方を相対的に移動させる移動手段を備え、前記被塗布部材に前記塗布ヘッドの吐出口から吐出する塗布液の塗膜を形成する塗布装置において、塗布ヘッドの吐出口側が長手方向で凹型形状を有することを特徴とする塗布装置。
【００２２】
本発明に係るこの塗布装置によれば、塗布ヘッドをその保持手段に取り付けた際に、それぞれが自重で中央が凸型にたわんだとしても、塗布ヘッドの吐出口側が長手方向で凹型形状をしているために、クリアランスの中央がその両端に対して狭くなる傾向を低減することができ、前述した本発明の塗布装置と同様の効果を発現する。
【００２３】
そして、本発明の塗布ヘッドにおける吐出側の凹型形状は、同断面形状の塗布ヘッドを保持手段で保持したときの自重たわみ曲線と長手方向で線対称となる曲線に、略一致していることが好ましい。
【００２４】
この場合、クリアランスを容易に均一に設定することができる。
【００２５】
上述した本発明のこれら塗布装置においては、被塗布部材が、枚葉形態の部材であることが好ましい。
【００２６】
この場合、枚葉部材、すなわち、金属、樹脂、ガラスなどからなる硬質の板状部材であり、本発明の塗布装置によって間欠的に塗膜が形成される部材上面に、厚さが均一で塗布むらのない、高品位の塗膜を広い領域で形成することができる。
【００２７】
本発明に係るカラーフィルタの製造装置の構成は、次の通りである。
【００２８】
上記本発明に係る塗布装置のいずれかにおける被塗布部材が、カラーフィルタ製造用被塗布部材からなることを特徴とするカラーフィルタの製造装置。
【００２９】
このカラーフィルタの製造装置によれば、高品質なカラーフィルタを、サイズの大きなガラス基板から、効率良く製造することができる。
【００３０】
さらに、本発明に係る塗布部材の製造方法の構成は、次の通りである。
【００３１】
支持体上に支持されている被塗布部材に向かって、保持手段に保持されている塗布ヘッドの吐出口より塗布液を吐出しながら、塗布ヘッドまたは被塗布部材のいずれか一方を相対的に移動させて、被塗布部材上に塗膜を形成する塗布部材の製造方法において、塗布ヘッドの長手方向で同一面上にない、前記保持手段および／または前記塗布ヘッドの保持面により塗布ヘッドを保持していることを特徴とする塗布部材の製造方法。
【００３２】
本発明に係るこの塗布部材の製造方法によれば、上記本発明に係る塗布装置と同様な作用、すなわち、例えば、塗布幅が１ｍを超えるような被塗布部材に対しても、均一なクリアランスによって、厚さの均一な塗膜を有する塗布部材を製造することができる。
【００３３】
そして、上述の本発明に係る塗布部材の製造方法においては、塗布ヘッドは長手方向で離散的に３カ所以上保持されていることが好ましく、さらに好ましくは、塗布ヘッドを保持する位置が、鉛直方向で異なる位置にあるのが良い。
【００３４】
この場合、容易にかつ精度良く、塗布ヘッドやその保持手段の自重たわみが低減する方向に、塗布ヘッドやその保持手段を変形させて、塗布ヘッドを保持することができるため、例えば、塗布幅が１ｍを超えるような被塗布部材に対しても、速やかにクリアランスを均一に設定して、厚さの均一な塗膜を有する塗布部材を効率よく製造することができる。
【００３５】
また、本発明に係る塗布部材の製造方法においては、次のような構成でも良い。
【００３６】
支持体上に支持されている被塗布部材に向かって、保持手段に保持されている塗布ヘッドの吐出口より塗布液を吐出しながら、塗布ヘッドまたは被塗布部材のいずれか一方を相対的に移動させて、被塗布部材上に塗布液の塗膜を形成する塗布部材の製造方法において、吐出口側は長手方向に凹型形状の塗布ヘッドで塗膜を形成することを特徴とする塗布部材の製造方法。
【００３７】
本発明に係るこの塗布部材の製造方法においても、上記本発明に係る塗布装置と同様な作用によって、厚さの均一な塗膜を有する塗布部材を製造することができる。
【００３８】
さらに、前記凹型形状は、同断面形状の塗布ヘッドを保持手段で保持したときの自重たわみ曲線と長手方向で線対称となる曲線に、略一致させることが、好ましい。
【００３９】
また、本発明に係る塗布部材の製造方法のいずれかにおける被塗布部材は、枚葉部材であることが好ましく、この場合、サイズの大きな枚葉部材でも、その表面に厚さが均一な高品位の塗膜を有する塗布部材を製造することができる。
【００４０】
本発明に係るカラーフィルタの製造方法の構成は、次の通りである。
【００４１】
上記発明に係る塗布部材の製造方法のいずれかにおける被塗布部材が、カラーフィルタ製造用被塗布部材からなることを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【００４２】
このカラーフィルタの製造方法によれば、サイズの大きなガラス基板などの透明基板に、厚みが均一で高品位の塗膜を容易に順次形成することができるため、カラーフィルタを効率良く製造することが可能となる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、その実施例を用いて、図面を参照しながら、更に説明する。
【００４４】
図１は、本発明の塗布装置の一実施例であるダイコータの概略斜視図である。
【００４５】
図２は、図１に示したダイコータを、塗布液の供給系および各作動部材の制御系をも含めて示す概略側面構成図である。
【００４６】
図３は、図１に示したダイコータに使用されている、実施例１の塗布ヘッド透視図とホルダを模式的に示す斜視図であり、ヘッドと保持部は、それぞれ長手方向で離散的に３箇所の保持面を有している。
【００４７】
図４は、図３の保持部に塗布ヘッドを保持した際、塗布ヘッドと保持部が変形して、自重たわみが小さくなった状態を模式的に示す斜視図である。
【００４８】
図５は、塗布ヘッドや保持部の自重たわみによって、端部よりも中央が狭くなるクリアランスを均一にするため、リップ先端部を凹型形状に加工した、実施例２の塗布ヘッドを模式的に示す斜視図である。
【００４９】
図６は、図１に示したダイコータに使用されている塗布ヘッドで塗布している状況を示す、横断面図である。
【００５０】
図７は、塗布ヘッドや保持部の自重たわみを考慮しない、従来の塗布ヘッドと保持部の保持状態を示す概略斜視図である。
【００５１】
図１に示したダイコータ（塗布装置）は、カラーフィルタの製造に用いられるものである。このダイコータは、基台２を備えている。基台２上には、一対のガイド溝レール４が設けられており、これらガイド溝レール４には、ステージ６が配置され、このステージ６の上面は、サクション面として構成されている。ステージ６は、一対のスライド脚８を介して、ガイド溝レール４上を水平方向に往復動自在に支持されている。
【００５２】
一対のガイド溝レール４間には、ガイド溝レール４に沿って延びるケーシング１２が配置されており、このケーシング１２には、送り機構が内蔵されている。送り機構は、図２に示すように、ボールねじからなるフィードスクリュー１４を有しており、フィードスクリュー１４は、ステージ６の下面に固定されたナット状のコネクタ１６にねじ込まれ、このコネクタ１６を貫通して延びている。フィードスクリュー１４の両端部は、図示しない軸受に回転自在に支持されており、その一端には、ＡＣサーボモータ１８が連結されている。なお、ケーシング１２の上面または側面には、コネクタ１６の移動を許容する開口が形成されているが、図１中にはその開口の図示は、省略されている。
【００５３】
なお、ここでは、ステージ６が往復動する構成となっているが、これに限らず、後述する塗布ヘッド４０が、ステージ６に対して、往復動する構成であってもよい。要は、ステージ６および塗布ヘッド４０のうちの少なくとも一方が、他方に対して往復動すればよい。
【００５４】
基台２の上面には、その一端側に、逆Ｌ字形のセンサ支柱２０が配置されている。センサ支柱２０は、その先端が一方のガイド溝レール４の上方まで延びており、その先端には、電動型の昇降アクチュエータ２１が取り付けられている。この昇降アクチュエータ２１には、厚みセンサ２２が下向きにして取り付けられており、この厚みセンサ２２としては、レーザ変位計、電子マイクロ変位計、超音波厚さ計などの、公知のセンサを使用することができる。
【００５５】
更に、基台２の上面には、センサ支柱２０よりも基台２の中央側に、同じく逆Ｌ字形をなしたダイ支柱２４が配置されている。ダイ支柱２４の先端は、一対のガイド溝レール４間の上方、すなわち、ステージ６の往復動経路の上方に位置し、その先端には、昇降機構２６が取り付けられている。図１中には詳細に示されていないが、昇降機構２６は、昇降ブラケットを備えており、この昇降ブラケットは、一対のガイドロッドに昇降自在に取り付けられている。これらガイドロッド間には、ボールねじからなるフィードスクリューが配置されており、このフィードスクリューは、昇降ブラケットのナット部にねじ込まれ、このナット部を貫通して延びている。フィードスクリューの上端部には、ＡＣサーボモータ３０が連結されており、このＡＣサーボモータ３０は、ケーシング２８の上面に取り付けられている。なお、前述したガイドロッドおよびフィードスクリューは、ケーシング２８に収容され、軸上を介して回転自在に支持されている。
【００５６】
昇降ブラケットには、支持軸（図示せず）を介して、コ字形をなしたホルダ３２が垂直面内で回転自在に取り付けられており、このホルダ３２は、一対のガイド溝レール４の上方を、これらガイド溝レール４間に亘って水平に延びている。更に、昇降ブラケットには、ホルダ３２の上方に水平バー３６が固定されており、この水平バー３６は、ホルダ３２に沿って延びている。水平バー３６の両端部には、空圧型の調整アクチュエータ３８が、それぞれ取り付けられている。この調整アクチュエータ３８は、水平バー３６の下面から突出した伸縮可能なロッドを有しており、これら伸縮ロッドの下端は、ホルダ３２の両端それぞれに当接されている。
【００５７】
図３に示すように、ホルダ３２の内側には、塗布ヘッド４０を保持するためのコの字型をした保持部８０が、両側の回転軸８１を介して、取り付けられており、塗布ヘッド４０と保持部８０の長手方向で、それぞれ３つ備わる対保持部保持面８４、対塗布ヘッド保持面８２を介して、塗布ヘッド４０は、保持部８０へ腰掛けるようにボルト（図示しない）で保持される。なお、保持部８０の両端におけるブロック８３は、塗布ヘッド４０の倒れ防止として機能する部材であり、塗布ヘッド４０を取り付けたときは、塗布ヘッド４０とブロック８３は接触しておらず、わずかな隙間を設けている。
【００５８】
保持部８０に保持された塗布ヘッド４０は、ホルダ３２内で保持部８０と一体で上向きに回転され、塗布液を吐出することで、内部の残留エアを排出するという、エア抜き作業が既に終了されている。
【００５９】
図２で示されているように、塗布ヘッド４０からは、塗布液の供給ホース４２が延びており、この供給ホース４２の先端は、シリンジポンプ４４における電磁切り換え弁４６の供給ポートに接続されている。電磁切り換え弁４６の吸引ポートからは、吸引ホース４８が延びており、この吸引ホース４８の先端部は、塗布液を蓄えたタンク５０内に挿入されている。
【００６０】
シリンジポンプ４４のポンプ本体５２は、電磁切り換え弁４６の切り換え作動により、供給ホース４２および吸引ホース４８の一方に、選択的に接続可能となっている。そして、これら電磁切り換え弁４６およびポンプ本体５２は、コンピュータ５４に電気的に接続され、このコンピュータ５４からの制御信号を受けて、それらの作動が制御されるようになっている。また、コンピュータ５４は、前述した昇降アクチュエータ２１および厚みセンサ２２にもまた電気的に接続されている。
【００６１】
更に、シリンジポンプ４４の作動を制御するため、コンピュータ５４には、シーケンサ５６が電気的に接続されている。このシーケンサ５６は、ステージ６側のフィードスクリュー１４のＡＣサーボモータ３０の作動をシーケンス制御するものである。そのシーケンス制御のために、シーケンサ５６には、ＡＣサーボモータ１８、３０の作動状態を示す信号、ステージ６の移動位置を検出する位置センサ５８からの信号、塗布ヘッド４０の作動状態を検出するセンサ（図示せず）からの信号などが入力され、一方、シーケンサ５６からは、シーケンス動作を示す信号が、コンピュータ５４に出力されるようになっている。なお、位置センサ５８を使用する代わりに、ＡＣサーボモータ１８にエンコーダを組み込み、このエンコーダから出力されるパルス信号に基づき、シーケンサ５６にて、ステージ６の位置を検出することも可能である。また、シーケンサ５６に、コンピュータ５４による制御を組み込むことも可能である。
【００６２】
図示されていないが、ダイコータには、ステージ６上に被塗布部材としての枚葉部材、例えば、カラーフィルタのためのガラス基板Ａを供給するローダや、ステージ６からガラス基板Ａを取り外すためのアンローダが備えられており、これらローダおよびアンローダには、その主要構成部分に、例えば、円筒座標系産業用ロボットが使用される。
【００６３】
図１から明らかなように、前述した塗布ヘッド４０は、ステージ６の往復動方向と直行する方向、すなわち、ステージ６の幅方向に水平に延びており、前述したように、その一部が長手方向でホルダ３２の保持部８０へ腰掛けるように保持されている。ここで、塗布ヘッド４０の水平調整は、前述した水平バー３６の両端に設けられた調整アクチュエータ３８の伸縮ロッドを伸縮させ、ホルダ３２をその支持軸回りに回転させることで行われる。
【００６４】
前述した水平調整により、塗布ヘッド４０が高々数百ｍｍで短尺の場合には、クリアランスをある程度均一に設定することも可能であるが、特に塗布ヘッド４０が１ｍを越すような長尺である場合には、図７に示すように、塗布ヘッド４０や保持部８０がその自重で変形してしまい、クリアランスの大きさに対して自重たわみ量が無視できないほど大きくなって、均一なクリアランスを設定することが不可能になる。
【００６５】
そこで、図３に示す本実施例１では、離散的に３箇所配置した対塗布ヘッドおよび対保持部保持面８２、８４のぞれぞれにおいて、各保持面と隣り合う各保持面の端部を結んだ直線により形成される長手方向のプロファイルは、クリアランスが長手方向で略均一となるように、図８で示すような形状に設定されている。すなわち、対保持部保持面８４により形成されるプロファイルは、各保持部保持面８４が共通公差域において平面度公差が１０μｍ以下、好ましくは５μｍ以下、さらに好ましくは２μｍ以下に設定されているため、直線的な形状をしており、対塗布ヘッド保持面８２で形成されるプロファイルは、中央が高い凸型形状になるよう、中央保持面高さＨｃが端部保持面高さＨｅよりも高く設定されている。
【００６６】
ここで、平面度とは、ＪＩＳＢ０６２１（１９８４）で定義されるものであり、「平面形体の幾何学的に正しい平面からの狂いの大きさ」を意味する。また、共通公差域とは、ＪＩＳＢ００２１（１９８４）に準拠するものであり、複数の離れた形体に共通の領域をもつ公差値が指定されていることを意味する。
【００６７】
なお、本発明で定義する同一面上とは、各保持面の平面度が、共通公差で１０μｍ未満と非常に高精度に仕上げられている状態を指し、同一面上でないとは、各保持面の平面度が共通公差域で１０μｍ以上に設定されている状態を指す。
【００６８】
また、上述の凸型形状は、塗布ヘッド４０と保持部８０を保持した際、塗布ヘッド４０や保持部８０の自重たわみ量が、クリアランスの大きさに対して数％以下まで小さくなるよう、予め設定しておくが、より好ましくは、ステージ６上面の平面精度や被塗布部材の長手方向の厚み形状なども考慮して設定しておく方が、さらにクリアランスのバラツキが小さくできるので良い。
【００６９】
そして、対塗布ヘッド保持面８２の個々の高さ設定は、保持面を構成する部位が保持部８０と一体構造である場合には、保持部８０を直接加工することで行うことができるが、好ましくは、保持面を構成する部位を取り外し自在にしておき、目標の凸型形状に応じて、それぞれの保持面を構成する部位の厚みを調整したり、保持部８０と対塗布ヘッド保持面８２の間にスペーサを挿入できるような構造にしておけば、事前の設定作業が迅速に行える。さらに、対塗布ヘッド保持面８２を構成する部位を、与える温度によって体積が変化するバイメタル構造としておけば、それぞれの保持面を局所的に温調することで、個々の高さを自在に調整しておくことも可能である。
【００７０】
また、保持部８０と塗布ヘッド４０の横断面は、長手方向のたわみに対する剛性がほぼ同一になるような形状に設計されている。この場合、保持部８０と塗布ヘッド４０を保持する際に、対塗布ヘッド保持面８２が形成する凸型形状に応じて、保持部８０と塗布ヘッド４０は、作用反作用の関係により、それぞれ逆方向に、ほぼ同じ量だけ変形するため、迅速に自重たわみ量を実質的にゼロとする凸型形状が予測できる。
【００７１】
なお、本実施例では、対塗布ヘッド保持面８２を調節しているが、同様の調節を、対保持部保持面８４に対して行っても良いし、両方に対して行っても良い。また、対塗布ヘッドおよび対保持部保持面８２、８４はそれぞれ離散的に３箇所配置しているが、その数は特に限定されるものではなく、必要に応じて増減することができる。また、離散的な配置ではなく、長手方向に連続的な保持面を１つ設ける構成でも良い。
【００７２】
図５に示す本実施例２の塗布ヘッド４０では、保持部８０に保持した際の、塗布ヘッド４０や保持部８０の自重たわみ量が、実質的にゼロとなるように、リップ先端部７０が自重でたわみ方向とは逆向きの凹型形状に加工されている。
【００７３】
リップ先端部７０の凹型形状は、背面からダイを強制的に押すことで、リップ先端部７０を長手方向で凸型に変形させた状態で研削加工したり、回転定盤上で遊星回転するワークを研摩するラッピング加工機によってリップ先端部７０を仕上げる場合には、回転定盤の温度分布を調整したり、前述の研削加工と同様、塗布ヘッド４０を凸型に変形させた状態でラップするなど、公知の加工方法を適用。
することで設定することが可能である。
【００７４】
本発明における塗布装置では、塗布ヘッド４０を保持部８０に保持した際の、自重たわみ量を予め測定しておき、そのたわみ量に応じて、上述した対塗布ヘッド保持面８２の長手方向のプロファイルや、リップ先端部７０の長手方向の形状を設定するものである。
【００７５】
自重たわみ量を測定する方法は、特に限定されるものではないが、ＪＩＳＢ０６２１（１９８４）で定義される真直度、すなわち、「直線形体の幾何学的に正しい直線からの狂いの大きさ」を測定するために一般的に用いられる方法を適用することができる。
【００７６】
例えば、塗布ヘッド４０を保持部８０に保持した後、市販の水準器やオートコリメータ、もしくはインジケータなどにより、塗布ヘッド４０の上面４１における長手方向の真直度を測定することで、自重たわみ量を算出することができる。
【００７７】
この場合、対塗布ヘッドおよび対保持部保持面８２、８４の共通公差域における平面度は１０μｍ以下、好ましくは５μｍ以下、さらに好ましくは２μｍ以下に設定しておき、かつ、上面４１に対して、対保持部保持面８４とリップ先端部７０は、ＪＩＳＢ０６２１（１９８４）で定義される平行度、すなわち、「基準となるデータム直線又はデータム平面に対して平行な幾何学的直線又は幾何学的平面からの平行であるべき直線形体又は平面形体からの狂いの大きさ」が１０μｍ以下、好ましくは５μｍ以下になるよう加工しておくことが、自重たわみ量を精度良く算出するために、好ましい。
【００７８】
水準器やオートコリメータにより真直度を測定する場合には、上面４１の任意位置における長手方向の変位量を２点連鎖法によって測定し、そのデータを真直度に換算するためにＪＩＳＢ０６２１（１９８４）では最小領域法で処理するよう規定されているが、より一般的に用いられている両端基準法や最小二乗法などによって処理した真直度を自重たわみ量とすれば良い。インジケータにより測定する場合には、ステージ６上面を基準定盤として、上面４１の真直度を測定し、自重たわみ量を算出すれば良い。
【００７９】
なお、上述した真直度の測定方法の詳細は、例えば海文堂出版株式会社から出版されている「精密形状測定の実際」（中野健一著）に記されている。
【００８０】
また、簡便な方法として、ステージ６の往復動方向の片端面に長手方向で両端と中央に最低３箇所、ステージ６上面からのリップ先端部７０の距離を測定できる市販の距離センサを設置しておき（図示しない）、距離センサによって、ステージ６上面を基準とした、塗布ヘッド４０や保持部８０の自重たわみ量を測定しても良い。
【００８１】
測定した塗布ヘッド４０や保持部８０の自重たわみ量を実質的にゼロ、すなわち設定するクリアランスに対して、１０％未満、好ましくは、５％以下、さらに好ましくは２％以下とするために、実施例１では、前述した対塗布ヘッド保持面８２の中央保持面高さＨｃと端部保持面高さＨｅの相対差（Ｈｃ−Ｈｅ）が、両端と中央部の最大変形量に対して約２倍に設定されており、さらには、ステージ６上面における塗布幅方向のうねりの平均値を考慮して設定されている。また、実施例２では、リップ先端部７０の長手方向が、塗布ヘッド４０や保持部８０の自重たわみによる変形とは逆向きに、測定した自重たわみ量に応じて、中央が凹型形状に加工されている。
【００８２】
図６に示す、本発明の塗布ヘッド４０は、例えば１ｍを越すような、長尺なブロックであるフロントリップ５９およびリアリップ６０を備えており、これらフロントおよびリアリップ５９、６０は、ステージ６の往復動方向前後に位置して、互いに一体的に保持されている。塗布ヘッド４０内の中央部分には、塗布液の供給ホース４２に、内部通路を介して、常時接続されている、塗布液を塗布幅方向に拡幅するための拡幅路、すなわち、マニホールド６２が形成されており、このマニホールド６２は、ステージ６の往復動方向と直行する方向に延びている。
【００８３】
マニホールド６２からは、下方に向けてリップ間隙６４が垂直に延び、塗布ヘッド４０の下面に開口している。リップ間隙６４の下端開口、つまり、吐出口６６は、マニホールド６２と同様に、ステージ６の往復動方向と直交する方向に延びている。具体的には、フロントリップ５９とリアリップ６０との間には、シム（図示しない）が介在されている。このシムの厚みにより、リップ間隙６４および吐出口６６の隙間、すなわち、ステージ６の往復動方向に沿う長さが、例えば、５０μｍ以上、３００μｍ以下に設定されている。
【００８４】
次に、上述したダイコータを使用して行われる塗布部材（カラーフィルタ）の製造方法を説明する。
【００８５】
まず、ダイコータにおける各作動部の原点復帰が行われると、ステージ６は、厚みセンサ２２の下方に位置付けられ、また、タンク５０から、吸引ホース４８および供給ホース４２を経て、塗布ヘッド４０内のマニホールド６８およびリップ間隙６４内に至る経路内に、塗布液が満たされている。
【００８６】
この状態で、図示しないローダからステージ６上にガラス基板Ａが供給され、このガラス基板Ａは、ステージ６上に、サクション圧を受けて保持される。このようにしてガラス基板Ａのローディングが完了すると、厚みセンサ２２が所定の位置まで下降し、ガラス基板Ａの厚みが厚みセンサ２２により測定される。測定後、厚みセンサ２２は、元の位置まで上昇する。
【００８７】
上述したガラス基板Ａのローディングの開始と同時に、シリンジポンプ４４の電磁切り換え弁４６が、そのポンプ本体５２に吸引ホース４８を接続すべく、切り換え作動し、これにより、ポンプ本体５２により、タンク５０内の塗布液が、吸引ホース４８を通じて、吸引される。シリンジポンプ４４内に所定量の塗布液が吸引されると、電磁切り換え弁４６は、ポンプ本体５２と供給ホース４２とを接続すべく、切換え作動する。そして、ステージ６は、塗布ヘッド４０に向けて往動され、塗布ヘッド４０の直前で、停止される。この後、塗布ヘッド４０が下降し、図６に示すように、塗布ヘッド４０のリップ先端部７０とガラス基板Ａの上面との間に、所定のクリアランス、すなわち、形成すべき塗膜の厚さ、すなわち塗布膜厚ｔに対して１〜１０倍程度のクリアランスＨが確保される。例えば、塗布膜厚ｔが４０μｍ以下なら、クリアランスＨは、５０μｍ〜３００μｍの範囲が好ましく、より好ましくは、１００μｍ〜１５０μｍの範囲である。５０μｍ未満の場合は、塗布ヘッド４０や保持部８０の自重たわみ量を小さくしたとしても、ガラス基板Ａの厚さむらの影響により、塗布厚みの均一性が悪く、生産効率が落ちる。一方、３００μｍより大きい場合は、塗布開始部で縦すじなどの塗布欠陥が発生しやすくなる。なお、クリアランスＨは、厚みセンサ２２により測定したガラス基板Ａの厚さを考慮し、ステージ６と塗布ヘッド４０との間の距離を測定する距離センサ（図示せず）からの出力信号に基づき、塗布ヘッド４０の下降位置が位置決めされることで、正確に設定される。
【００８８】
次に、ステージ６を更に往動させ、ガラス基板Ａの上面における塗膜の形成を、開始すべきスタートラインを塗布ヘッド４０の吐出口６６の直下に位置付け、ステージ６を一旦停止させる。
【００８９】
このステージ６の一旦停止と実質的に同時に、シリンジポンプ４４に塗布液の吐出動作を開始させ、塗布液を塗布ヘッド４０に向けて供給する。これにより、塗布ヘッド４０の吐出口６６から、ガラス基板Ａ上に、塗布液Ｌが吐出される。ここで、吐出口６６は、その間隙が塗布ヘッド４０の長手方向、つまり、ステージ６の往復動方向に沿って一定であるから、吐出口６６からは、ガラス基板Ａのスタートラインに沿って一様に塗布液Ｌが吐出され、この結果、塗布ヘッド４０とガラス基板Ａとの間には、塗布液の液溜まりＢ（図６）が、スタートラインに沿って形成される。
【００９０】
この液溜まりＢの形成と同時に、吐出口６６からの塗布液Ｌの吐出を継続しながら、ステージ６を一定の速度で往動方向に進行させると、この液溜まりＢを介して、ガラス基板Ａの上面に塗布液Ｌの塗膜Ｄが連続的に形成される。
【００９１】
従って、塗膜Ｄの厚みを均一にするためには、クリアランスＨを長手方向で均一に設定して、塗布幅方向にわたって均一な液溜まりを形成することが重要である。
【００９２】
ステージ６の進行に伴い、ガラス基板Ａ上にて塗膜Ｄの形成を終了すべきフィニッシュラインが、塗布ヘッド４０の吐出口６６の直前位置に到達すると、この時点で、シリンジポンプ４４の吐出動作が停止されても、ガラス基板Ａ上の液溜まりの塗布液を消費しながら、塗膜Ｄの形成がフィニッシュラインまで継続される。なお、ガラス基板Ａ上のフィニッシュラインが、塗布ヘッド４０の吐出口７４を通過した時点で、シリンジポンプ４４の吐出動作を停止するようにしてもよい。
【００９３】
ガラス基板Ａ上のフィニッシュラインが、吐出口６６を通過する時点または通過した時点で、シリンジポンプ４４の吸引動作がわずかに行われ、これにより、塗布ヘッド４０のリップ間隙６４内の塗布液Ｌは、マニホールド６２側に吸引される。
【００９４】
同時に、塗布ヘッド４０は、元の位置まで上昇され、塗布ヘッド４０から塗布液Ｌの吐出工程が終了する。次に、シリンジポンプ４４に、吸引動作と同じ量だけ吐出動作を与えて、塗布ヘッド４０のリップ間隙６４に空気が残らないようにした後、電磁切り換え弁４６は、ポンプ本体５２と吸引ホース４８とを接続すべく、切り換え動作し、これにより、ポンプ本体５２に、タンク５０内の塗布液が、吸引ホース４８を通じて、吸引される。シリンジポンプ４４内に所定量の塗布液が吸引されると、シリンジポンプ４４の電磁切り換え弁４６は、ポンプ本体５２と供給ホース４２とを接続すべく、切り換え作動する。なお、塗布ヘッド４０の上昇位置にて、リップ先端部７０に付着している塗布液Ｌが、クリーナ（図示せず）により拭き取られる。
【００９５】
一方、ステージ６の往動は、塗布液Ｌの吐出工程が終了しても継続されており、ステージ６がガイド溝レール４の終端に到達した時点で、その往動が停止される。この状態で、塗膜Ｄが形成されたガラス基板Ａは、そのサクションによる吸着が解除されて後、アンローダによりステージ６上から取り外される。この後、ステージ６は、復動され、図１に示す初期位置に戻されて、一連の塗布工程が終了する。初期位置にて、ステージ６は、新たなガラス基板がローディングされるまで待機する。
【００９６】
上述したガラス基板Ａ上への塗膜Ｄを形成するダイコータは、塗布ヘッド４０を保持部８０の自重たわみやステージ６上面の平面精度の影響を少なくできる前述した塗布ヘッド４０や保持部８０を備えているため、塗布幅方向で均一なクリアランスＨを容易に設定することが可能となり、塗布ヘッド４０の剛性アップに伴う重量増加や、作業者が特別な調整作業を行うこともなく、サイズの大きなガラス基板上に、その塗膜Ｄを均一に形成することができ、カラーフィルタの製造に好適なものとなる。
【００９７】
以上において、本発明の塗布装置や塗布部材の製造方法における実施例を説明したが、本発明に係る塗布装置の具体的な構成は、この実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で設計変更が可能であり、さらに、本発明に係る被塗布部材の製造方法に適用する被塗布部材としては、上述したガラス基板だけでなく、金属板などの枚葉部材や、フィルムなどのウエブや金属箔などの連続的に連なる部材でも良く、製造される塗布部材としては、プラズマディスプレイ用部材、版材などであっても良い。また、その塗布液としては、水や有機溶媒に高分子材料や無機物を溶解または分散させたものなどが、適用できる。
【００９８】
【実施例】
ダイコータにおいて、サイズが非常に大きなガラス基板、例えば、縦横１１００ｍｍ×９６０ｍｍ、厚み０．７ｍｍの基板に、塗布液を均一に塗布するためには、前述したように、長手方向で均一なクリアランスを設定できるよう、塗布ヘッドを塗布ヘッド保持部に保持することが重要である。
【００９９】
表１では、塗布幅が１１００ｍｍである本発明の塗布装置によって、上述のガラス基板に塗膜Ｄを形成したときの、塗布幅方向における膜厚精度を、従来の塗布装置と比較した結果を示す。
【０１００】
なお、本実施例および比較例では、スリットダイ４０の離散的に３箇所配置された対保持部保持面８４は、それぞれの平面度が共通公差域で１．６μｍ、かつ、各保持面により形成される直線的なプロファイルがリップ先端部７０に対して５μｍの平行度になるように設定されている。
【０１０１】
次に、塗布ヘッド４０や保持部８０の自重たわみ量を測定するため、それぞれの対塗布ヘッド保持面８２の平面度が共通交差域で１．８μｍとした。そして、保持部８０に保持した塗布ヘッド４０における上面４１の長手方向６箇所の変位量を、市販の水準器『新潟精機（株）製レベルニック精密級電子水準器ＤＬ−Ｓ３』を用いて、２点連鎖法により測定し、得られた変位量を両端基準法で換算すると、塗布ヘッドや保持部の自重たわみは中央が下向きに凸型分布をしており、自重たわみ量は１８μｍあった。
【０１０２】
実施例１−１では、対塗布ヘッド保持面８２の中央保持面高さＨｃと端部保持面高さＨｅの相対差（Ｈｃ−Ｈｅ）が３６μｍとなるよう、両端の保持面の厚みを予め調節しておくことで、塗布ヘッド４０を保持部８０に保持した際の、塗布ヘッドや保持部の自重たわみ量は１．８μｍになった。なお、塗布ヘッド４０のリップ先端部７０の真直度は２μｍであった。
【０１０３】
実施例１−２では、ステージ６上面において、往復動方向３箇所における塗布幅方向の真直度を平均することで算出した平均真直度分布が、中央で６μｍ凸型の傾向にあったため、さらに、中央保持面高さＨｃと端部保持面高さＨｅの相対差（Ｈｃ−Ｈｅ）が４８μｍとなるように、両端の保持面の厚みを予め調節しておき、塗布を行った。なお、塗布ヘッド４０は実施例１−１と同じものを使用した。
【０１０４】
実施例２では、対塗布ヘッド保持面の中央と両端部の相対差（Ｈｃ−Ｈｅ）を１．５μｍに設定した後、リップ先端部における長手方向が中央で最大１８μｍ凹型となる形状に予め加工しておいた塗布ヘッド４０によって、塗布を行った。
【０１０５】
また、比較例として、塗布ヘッドや保持部の自重たわみを考慮しない、図７で示す保持状態によって塗布を行った。この場合の自重たわみ量は、前述のとおり１８μｍであった。
【０１０６】
なお、この実験では、リップ間隙６４の隙間を１００μｍ、クリアランスＨを１００μｍ、形成すべき塗膜Ｄの塗布厚みｔを２５μｍ、塗布速度は６ｍ／分に設定した。
【０１０７】
また、塗布液として、ピグメントレッド１７７とガラスビーズをγ−ブチロラクトンへホモジナイザーによって分散処理した後、濾過によりガラスビーズを除去した顔料分散液にポリアミック酸のγ−ブチロラクトン溶液を粘度が１５ｍＰａ・ｓとなるよう適宜添加、混合したカラーペーストを使用した。
【０１０８】
【表１】

【０１０９】
表１から明らかなように、本発明のダイコータでは、塗布ヘッドや保持部の自重たわみを小さくできるため、クリアランスを均一に設定でき、塗布幅が１ｍを超える場合でも、塗布厚みが均一な塗布部材が製造可能になることがわかる。
【０１１０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の塗布装置および塗布部材の製造方法、ならびに、カラーフィルタの製造装置および製造方法によれば、例えば、塗布幅が１ｍを超えるような、サイズの大きなガラス基板に塗布液を塗布する場合においても、塗布ヘッドや塗布ヘッド保持部の自重による変形やステージ６上面の平面精度の影響が小さくできるように、予め塗布ヘッドや塗布ヘッド保持部、もしくは、リップ先端部の長手方向の形状が設定されているため、煩わしいたわみ調整や剛性を高めるために塗布ヘッドを大型化する必要もなく、作業者が均一なクリアランスを容易、かつ迅速に設定することができ、塗布幅方向で均一な塗布液の塗膜を形成することが可能となる。この結果、被塗布部材が、枚葉部材、つまり、カラーフィルタ用のガラス基板である場合には、高品質なカラーフィルタを効率良く得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるダイコータの概略斜視図である。
【図２】図１のダイコータを塗布液の供給系および各作動部材の制御系をも含めて示した概略側面構成図である。
【図３】図１のダイコータに使用されている塗布ヘッドとホルダを示す概略斜視図である。
【図４】図３の保持部に塗布ヘッドを保持した際、塗布ヘッドと保持部が変形して、自重たわみが小さくなった状態を模式的に示す斜視図である。
【図５】本発明における自重たわみによる変形量を無視できる塗布ヘッドの概略斜視図である。
【図６】図１に示されたダイコータに使用されている塗布ヘッドの塗布状態を示す横断面図である。
【図７】塗布ヘッドや保持部の自重たわみを考慮しない、従来の塗布ヘッドと保持部の保持状態を示す概略斜視図である。
【図８】実施例１における対塗布ヘッド保持面、対保持部保持面の幾何学的な形状の一例を示す図である。
【符号の説明】
２：基台
４：ガイド溝レール
６：ステージ（支持手段）
８：スライド脚
１２：ケーシング
１４：フィードスクリュー
１６：コネクタ
１８：ＡＣサーボモータ
２０：センサ支柱
２１：昇降アクチュエータ
２２：厚みセンサ
２４：ダイ支柱
２６：昇降装置
２８：ケーシング
３０：ＡＣサーボモータ
３２：ホルダ
３６：水平バー
３８：調整アクチュエータ
４０：塗布ヘッド
４２：供給ホース
４４：シリンジポンプ（供給手段）
４６：電磁切り換え弁
４８：吸引ホース
５０：タンク
５２：ポンプ本体
５４：コンピュータ
５６：シーケンサ
５８：位置センサ
５９：フロントリップ
６０：リアリップ
６２：マニホールド
６４：リップ間隙
６６：吐出口
７０：リップ先端部
８０：保持部（保持手段）
８２：対塗布ヘッド保持面
８４：対保持部保持面
Ａ：ガラス基板（被塗布部材）
Ｂ：液溜まり[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a coating liquid coating apparatus and a coating member manufacturing method, and in particular, the coating liquid is discharged from a discharge port onto the surface of a hard and flat sheet-shaped coated member such as a glass substrate or a metal substrate. A coating apparatus for forming a coating film of a coating solution having a uniform thickness, a method for producing a coating member by forming a coating film on a member to be coated using this coating apparatus, and a color using these apparatuses and methods The present invention relates to a filter manufacturing apparatus and a manufacturing method.
[0002]
[0003]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a coating liquid coating apparatus and a coating member manufacturing method, and in particular, the coating liquid is discharged from a discharge port onto the surface of a hard and flat sheet-shaped coated member such as a glass substrate or a metal substrate. A coating apparatus for forming a coating film of a coating solution having a uniform thickness, a method for producing a coating member by forming a coating film on a member to be coated using this coating apparatus, and a color using these apparatuses and methods The present invention relates to a filter manufacturing apparatus and a manufacturing method.
[0004]
[Prior art]
A color filter for a color liquid crystal display has a fine lattice pattern of three primary colors on a glass substrate as a member to be coated, and this lattice pattern forms a black coating film on the glass substrate, The glass substrate is further manufactured by separately coating the three primary colors of red, blue, and green.
[0005]
Therefore, in order to produce a color filter, a coating process in which black, red, blue, and green coating liquids are sequentially coated on a glass substrate and respective coating films are sequentially formed is indispensable.
[0006]
In this type of thin film coating process, a spinner, bar coater or roll coater has conventionally been used as a single-wafer coating apparatus, but the consumption of the coating liquid can be reduced, improving the physical properties of the coating film and increasing the size of the substrate. In recent years, the use of a die coater has been studied because of the advantage that it can be made relatively easy.
[0007]
In the die coater, in order to form a coating film having a uniform thickness in the coating width direction on the surface of the coated member and to obtain a high-quality coated surface without coating stripes, the coated member and the lip tip of the coating head 6 (hereinafter referred to as “clearance”) must be set in a uniform and appropriate range in the longitudinal direction, and the liquid reservoir B shown in FIG. 6 must be formed uniformly in the coating width direction. The clearance adjustment range for this purpose is about 1 to 10 times the coating thickness, specifically, about 50 to 300 μm if the coating thickness is 30 μm or less. The variation in the longitudinal direction is the size of the clearance to be set. On the other hand, it must be reduced to a few percent to a few dozen percent, specifically from a few μm to a few dozen μm.
[0008]
As a technique for uniformly setting such a very narrow clearance in the longitudinal direction, conventionally, a device for improving the mechanical accuracy of the coating head and its holding means has been made. That is, the holding surfaces of the coating head and the holding means of the coating head are the same surface. Up In addition, in JP-A-7-256186, the straightness in the longitudinal direction of the lip tip on the discharge port side of the coating head can be finished with high accuracy. Are disclosed.
[0009]
However, as the member to be coated is widened to improve productivity, for example, when the coating head is elongated to 1 m or longer, as disclosed in JP-A-7-256186, Even if the straightness of the lip tip is finished to 5 μm or less in the coating width direction, when the coating head is held by its holding means, the amount of deformation caused by its own weight deformation (hereinafter referred to as “self-weight deflection”). The volume of the product is so large that it cannot be ignored with respect to the set clearance, and the clearance becomes narrower at the center with respect to both ends. Inconvenience occurs due to quality characteristics.
[0010]
In order to make the self-weight deflection amount of the coating head and the holding means substantially zero, that is, within a few percent of the set clearance, the problem becomes as the coating head becomes longer. It is sufficient to increase the cross-sectional area of the holding part and increase the rigidity against bending, but the accompanying increase in the size and weight of the coating head and the holding part, for example, significantly increase the manufacturing cost of the coating head, There arises a problem that much labor is required for cleaning and assembly / disassembly operations. Further, as the coating head becomes larger, it becomes more difficult to increase the manufacturing accuracy, and as a result, the coating thickness accuracy deteriorates.
[0011]
In view of this, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 6-142588 and 10-328600 propose a die coater having a clearance uniformizing mechanism that can forcibly deform the head by pressing from the back of the coating head. .
[0012]
However, in the die coater proposed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 6-142588 and 10-328600 equipped with a clearance uniformizing mechanism, the uniformizing mechanism and the head attaching / detaching operation required every time the coating head is replaced are troublesome. Since skill is required for the work of finely adjusting the pressing amount, a new problem arises that it takes a long time to start up the apparatus. Furthermore, in order to ensure rigidity accompanying the mounting of the adjustment mechanism, the size of the die coater inevitably increases, and problems such as an increase in manufacturing cost and installation space also occur.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention solves the problems that cannot be solved by the above-described prior art, and the object of the present invention is to increase the weight and production cost by increasing the rigidity of the coating head, and also to prevent deterioration of workability. Even if the operator does not perform troublesome adjustment work every time the head is replaced, a uniform clearance can be easily set in the coating width direction for a large-sized coated member, and coating liquid with high coating thickness accuracy can be applied. An object of the present invention is to provide a coating apparatus and a method for manufacturing a coating member that can form a film easily. Furthermore, it is providing the manufacturing apparatus and manufacturing method of a color filter with high productivity using these coating apparatuses and the manufacturing method of an application | coating member.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies, the present inventors have achieved the above-mentioned object by ensuring that the coating head and the holding means of each holding surface of the coating head and the holding means do not affect the clearance. The knowledge that it is effective to make the lip tip of the coating head a specific shape in the longitudinal direction has been obtained, and the present invention has been completed.
[0015]
The configuration of the coating apparatus according to the present invention that achieves the above object is as follows.
[0016]
A coating head having a discharge port for discharging the coating liquid, a holding unit that holds the coating head, a support unit that supports the member to be coated facing the discharge port of the coating head, In the coating apparatus that includes a moving unit that relatively moves one of the coating members, and forms a coating film of the coating liquid that is ejected from the ejection port of the coating head on the coated member, the holding unit and the coating head Each has a holding surface for holding the coating head, and at least one holding surface is the same surface in the longitudinal direction of the coating head Up Nina Further, the holding means and the coating head are fixed so that the clearance is substantially uniform in the longitudinal direction of the coating head by bringing the holding surfaces of the holding means and the coating head into contact with each other. ing An applicator characterized by that.
[0017]
According to this coating apparatus of the present invention, at least one holding surface of the coating head or its holding means is the same surface in the longitudinal direction of the coating head. Up Therefore, due to the moment that is applied when the coating head is attached to the holding means, the coating head and the holding means have, for example, the amount of deflection of the coating head is substantially zero, i.e., with respect to the set clearance. % Or less. Therefore, even if the operator is not particularly conscious of the deflection of the coating head due to its own weight, it is possible to easily set a uniform clearance by adjusting the level of the coating head in the longitudinal direction. For example, the coating width exceeds 1 m. Even with a long coating head, a coating film having a uniform thickness in the coating width direction can be easily formed. Furthermore, since it is not necessary to ensure sufficient rigidity against deflection, the application head can be reduced in weight, and the head replacement work, cleaning, assembly and disassembly work can be performed easily and in a short time, and the operating rate of the equipment Will improve.
[0018]
In the coating apparatus of the present invention described above, the holding means and / or the holding surface of the coating head are preferably discretely located at three or more locations in the longitudinal direction of the coating head, and more preferably, The positions should be different in the vertical direction.
[0019]
In this case, when attached to the coating head and its holding means, each can be easily deformed, and further, for example, the amount of deflection of the coating head is substantially zero, that is, with respect to the set clearance. Adjustment for deformation in the direction of several percent or less can be easily performed.
[0020]
Further, the coating apparatus according to the present invention that achieves the above object may have the following configuration.
[0021]
A coating head having a discharge port for discharging a coating liquid, a holding unit for holding the coating head, a support unit for supporting a member to be coated facing the discharge port of the coating head, and a coating head or a coating target In a coating apparatus that includes a moving unit that relatively moves one of the members and forms a coating film of the coating liquid that is ejected from the ejection port of the coating head on the coated member, the ejection port side of the coating head is in the longitudinal direction A coating apparatus characterized by having a concave shape.
[0022]
According to this coating apparatus according to the present invention, when the coating head is attached to the holding means, the discharge port side of the coating head has a concave shape in the longitudinal direction even if each of the coating head is bent by its own weight and the center is convex. Therefore, the tendency that the center of the clearance becomes narrower with respect to both ends thereof can be reduced, and the same effect as the above-described coating apparatus of the present invention is exhibited.
[0023]
The concave shape on the ejection side in the coating head of the present invention is substantially coincident with the self-weight deflection curve when the coating head having the same cross-sectional shape is held by the holding means and the curve that is line symmetric in the longitudinal direction. preferable.
[0024]
In this case, the clearance can be set easily and uniformly.
[0025]
In these coating apparatuses of the present invention described above, it is preferable that the member to be coated is a sheet-shaped member.
[0026]
In this case, a single-wafer member, that is, a hard plate-like member made of metal, resin, glass, etc., is uniformly coated on the upper surface of the member on which a coating film is intermittently formed by the coating apparatus of the present invention. A non-uniform, high-quality coating film can be formed in a wide area.
[0027]
The configuration of the color filter manufacturing apparatus according to the present invention is as follows.
[0028]
An apparatus for producing a color filter, wherein the member to be coated in any of the coating apparatuses according to the present invention comprises a member to be coated for producing a color filter.
[0029]
According to this color filter manufacturing apparatus, a high-quality color filter can be efficiently manufactured from a large glass substrate.
[0030]
Furthermore, the structure of the manufacturing method of the coating member which concerns on this invention is as follows.
[0031]
Either the coating head or the member to be coated is relatively moved while discharging the coating liquid from the discharge port of the coating head held by the holding means toward the member to be coated supported on the support. In the coating member manufacturing method of forming a coating film on a member to be coated, the same surface in the longitudinal direction of the coating head Up An application member manufacturing method, wherein the application head is held by the holding means and / or the holding surface of the application head.
[0032]
According to the manufacturing method of the coating member according to the present invention, the same operation as that of the coating device according to the present invention, that is, for example, even with respect to a coated member having a coating width exceeding 1 m, with uniform clearance An application member having a coating film with a uniform thickness can be produced.
[0033]
And in the manufacturing method of the coating member which concerns on the above-mentioned this invention, it is preferable that the coating head is hold | maintained at three or more places discretely in a longitudinal direction, More preferably, the position holding a coating head is a perpendicular direction. It is good to be in a different position.
[0034]
In this case, since the coating head can be held by deforming the coating head and the holding means in a direction in which the deflection of the coating head and the holding means is reduced easily and accurately, for example, the coating width is Even for a member to be coated exceeding 1 m, it is possible to quickly produce a uniform clearance and efficiently produce a coating member having a coating film with a uniform thickness.
[0035]
Moreover, in the manufacturing method of the application member which concerns on this invention, the following structures may be sufficient.
[0036]
Either the coating head or the member to be coated is relatively moved while discharging the coating liquid from the discharge port of the coating head held by the holding means toward the member to be coated supported on the support. In the manufacturing method of the coating member for forming the coating film of the coating liquid on the coated member, the coating member is formed by forming a coating film with a concave-shaped coating head on the discharge port side in the longitudinal direction. Method.
[0037]
Also in this manufacturing method of the application member according to the present invention, an application member having a coating film having a uniform thickness can be manufactured by the same action as the application apparatus according to the present invention.
[0038]
Further, it is preferable that the concave shape substantially coincides with a self-weight deflection curve when a coating head having the same cross-sectional shape is held by a holding means and a curve that is line symmetric in the longitudinal direction.
[0039]
In addition, the member to be coated in any one of the manufacturing methods of the coating member according to the present invention is preferably a single-wafer member. In this case, even a large-sized single-wafer member has a high quality with a uniform thickness on the surface. The coating member which has the coating film of this can be manufactured.
[0040]
The configuration of the color filter manufacturing method according to the present invention is as follows.
[0041]
A method for producing a color filter, wherein the member to be coated in any one of the methods for producing a coating member according to the invention comprises a member to be coated for producing a color filter.
[0042]
According to this method for producing a color filter, a high-quality coating film having a uniform thickness can be easily and sequentially formed on a transparent substrate such as a large glass substrate, so that the color filter can be produced efficiently. It becomes possible.
[0043]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the following, the present invention will be further described with reference to the drawings using examples thereof.
[0044]
FIG. 1 is a schematic perspective view of a die coater which is an embodiment of the coating apparatus of the present invention.
[0045]
FIG. 2 is a schematic side view showing the die coater shown in FIG. 1 including a coating liquid supply system and a control system for each operating member.
[0046]
FIG. 3 is a perspective view schematically showing a coating head perspective view and a holder of Example 1 used in the die coater shown in FIG. 1, and the head and the holding portion are each discretely 3 in the longitudinal direction. It has a holding surface.
[0047]
FIG. 4 is a perspective view schematically showing a state in which, when the coating head is held by the holding unit in FIG.
[0048]
FIG. 5 schematically shows the coating head of Example 2 in which the tip of the lip is processed into a concave shape in order to make the clearance narrower at the center than the end due to the deflection of the coating head and the holding part by its own weight. It is a perspective view.
[0049]
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state where coating is performed by the coating head used in the die coater shown in FIG.
[0050]
FIG. 7 is a schematic perspective view showing a holding state of a conventional coating head and holding unit without taking into account the self-deflection of the coating head and holding unit.
[0051]
The die coater (coating apparatus) shown in FIG. 1 is used for manufacturing a color filter. This die coater includes a base 2. A pair of guide groove rails 4 is provided on the base 2, and a stage 6 is disposed on the guide groove rails 4, and the upper surface of the stage 6 is configured as a suction surface. The stage 6 is supported via a pair of slide legs 8 so as to be reciprocally movable in the horizontal direction on the guide groove rail 4.
[0052]
A casing 12 extending along the guide groove rail 4 is disposed between the pair of guide groove rails 4, and a feeding mechanism is built in the casing 12. As shown in FIG. 2, the feed mechanism has a feed screw 14 formed of a ball screw, and the feed screw 14 is screwed into a nut-like connector 16 fixed to the lower surface of the stage 6. It extends through. Both ends of the feed screw 14 are rotatably supported by a bearing (not shown), and an AC servo motor 18 is connected to one end of the feed screw 14. In addition, although the opening which accept | permits the movement of the connector 16 is formed in the upper surface or side surface of the casing 12, illustration of the opening is abbreviate | omitted in FIG.
[0053]
Here, the stage 6 is configured to reciprocate. However, the present invention is not limited to this, and a configuration in which the coating head 40 described below reciprocates with respect to the stage 6 may be employed. In short, it is sufficient that at least one of the stage 6 and the coating head 40 reciprocates with respect to the other.
[0054]
On the upper surface of the base 2, an inverted L-shaped sensor column 20 is disposed on one end side thereof. The sensor column 20 has a tip extending to the upper side of the one guide groove rail 4, and an electric lift actuator 21 is attached to the tip. A thickness sensor 22 is attached to the lift actuator 21 so as to face downward. As the thickness sensor 22, a known sensor such as a laser displacement meter, an electronic micro displacement meter, or an ultrasonic thickness meter is used. Can do.
[0055]
Further, on the upper surface of the base 2, a die support 24 having an inverted L shape is disposed on the center side of the base 2 with respect to the sensor support 20. The tip of the die support 24 is located above the pair of guide groove rails 4, that is, above the reciprocating path of the stage 6, and an elevating mechanism 26 is attached to the tip. Although not shown in detail in FIG. 1, the elevating mechanism 26 includes an elevating bracket, and this elevating bracket is attached to a pair of guide rods so as to be movable up and down. A feed screw composed of a ball screw is disposed between the guide rods. The feed screw is screwed into the nut portion of the lifting bracket and extends through the nut portion. An AC servomotor 30 is connected to the upper end portion of the feed screw, and this AC servomotor 30 is attached to the upper surface of the casing 28. Note that the above-described guide rod and feed screw are accommodated in the casing 28 and supported rotatably on the shaft.
[0056]
A U-shaped holder 32 is attached to the elevating bracket via a support shaft (not shown) so as to be rotatable in a vertical plane. The holder 32 is disposed above the pair of guide groove rails 4. These guide groove rails 4 extend horizontally. Further, a horizontal bar 36 is fixed to the lifting bracket above the holder 32, and the horizontal bar 36 extends along the holder 32. Pneumatic adjustment actuators 38 are attached to both ends of the horizontal bar 36, respectively. The adjustment actuator 38 has a telescopic rod protruding from the lower surface of the horizontal bar 36, and the lower ends of the telescopic rods are in contact with both ends of the holder 32.
[0057]
As shown in FIG. 3, a U-shaped holding portion 80 for holding the coating head 40 is attached to the inside of the holder 32 via rotating shafts 81 on both sides. The coating head 40 is held by bolts (not shown) so as to sit on the holding unit 80 via the three holding unit holding surfaces 84 and the coating head holding surface 82 provided in the longitudinal direction of the holding unit 80. The The blocks 83 at both ends of the holding portion 80 are members that function to prevent the coating head 40 from falling down. When the coating head 40 is attached, the coating head 40 and the block 83 are not in contact with each other and a slight gap is present. Is provided.
[0058]
The coating head 40 held by the holding unit 80 is rotated upward integrally with the holding unit 80 in the holder 32 and discharges the coating liquid, thereby discharging the air remaining therein, and the air bleeding operation has already been completed. Has been.
[0059]
As shown in FIG. 2, an application liquid supply hose 42 extends from the application head 40, and the tip of the supply hose 42 is connected to the supply port of the electromagnetic switching valve 46 in the syringe pump 44. Yes. A suction hose 48 extends from the suction port of the electromagnetic switching valve 46, and the tip of the suction hose 48 is inserted into a tank 50 that stores the coating liquid.
[0060]
The pump body 52 of the syringe pump 44 can be selectively connected to one of the supply hose 42 and the suction hose 48 by the switching operation of the electromagnetic switching valve 46. The electromagnetic switching valve 46 and the pump main body 52 are electrically connected to a computer 54 and their operation is controlled by receiving a control signal from the computer 54. The computer 54 is also electrically connected to the above-described lifting actuator 21 and thickness sensor 22.
[0061]
Further, a sequencer 56 is electrically connected to the computer 54 in order to control the operation of the syringe pump 44. The sequencer 56 performs sequence control of the operation of the AC servomotor 30 of the feed screw 14 on the stage 6 side. For the sequence control, the sequencer 56 includes a signal indicating the operating state of the

AC servomotors

18 and 30, a signal from the position sensor 58 that detects the moving position of the stage 6, and a sensor that detects the operating state of the coating head 40. From the sequencer 56, a signal indicating a sequence operation is output to the computer 54. Instead of using the position sensor 58, it is also possible to incorporate an encoder in the AC servomotor 18 and detect the position of the stage 6 by the sequencer 56 based on the pulse signal output from the encoder. Further, the sequencer 56 can incorporate control by the computer 54.
[0062]
Although not shown, the die coater includes a loader for supplying a single-wafer member as a member to be coated on the stage 6, for example, a glass substrate A for a color filter, and an unloader for removing the glass substrate A from the stage 6. These loaders and unloaders use, for example, cylindrical coordinate system industrial robots as their main components.
[0063]
As is apparent from FIG. 1, the coating head 40 described above extends horizontally in the direction orthogonal to the reciprocating direction of the stage 6, that is, in the width direction of the stage 6. As described above, a part of the coating head 40 is longitudinal. It is held so as to sit on the holding portion 80 of the holder 32 in the direction. Here, the horizontal adjustment of the coating head 40 is performed by extending / contracting the expansion / contraction rods of the adjustment actuators 38 provided at both ends of the horizontal bar 36 and rotating the holder 32 around its support shaft.
[0064]
When the coating head 40 is at most several hundred mm and short by the horizontal adjustment described above, the clearance can be set to be uniform to some extent, but particularly when the coating head 40 is long enough to exceed 1 m. As shown in FIG. 7, the coating head 40 and the holding unit 80 are deformed by their own weight, and the amount of deflection of the own weight with respect to the size of the clearance becomes so large that it cannot be ignored, thereby setting a uniform clearance. It becomes impossible.
[0065]
Therefore, in the first embodiment shown in FIG. 3, in each of the pair application head and the pair holding

portion holding surfaces

82 and 84 that are discretely arranged, the end portions of the holding surfaces adjacent to the holding surfaces are provided. The profile in the longitudinal direction formed by the straight line connecting the two is set in a shape as shown in FIG. 8 so that the clearance is substantially uniform in the longitudinal direction. That is, the profile formed by the pair holding portion holding surface 84 is set so that each holding portion holding surface 84 has a flatness tolerance of 10 μm or less, preferably 5 μm or less, more preferably 2 μm or less in a common tolerance region. The profile formed by the anti-coating head holding surface 82 has a linear shape, and the center holding surface height Hc is set higher than the end holding surface height He so that the center is a convex shape. Has been.
[0066]
Here, the flatness is defined by JIS B 0621 (1984), and means “the magnitude of the deviation from the geometrically correct plane of the planar feature”. The common tolerance zone is based on JIS B 0021 (1984), and means that a tolerance value having a common zone for a plurality of separated features is designated.
[0067]
In addition, the same surface defined by the present invention Up Means that the flatness of each holding surface is finished with very high precision with a common tolerance of less than 10 μm. Up If not, it indicates a state where the flatness of each holding surface is set to 10 μm or more in the common tolerance region.
[0068]
In addition, the convex shape described above is previously set so that when the coating head 40 and the holding unit 80 are held, the amount of deflection of the coating head 40 and the holding unit 80 is reduced to several percent or less with respect to the clearance. However, it is more preferable to set in consideration of the planar accuracy of the upper surface of the stage 6 and the thickness shape in the longitudinal direction of the member to be coated because the variation in clearance can be further reduced.
[0069]
The individual height setting of the coating head holding surface 82 can be performed by directly processing the holding unit 80 when the portion constituting the holding surface is integrated with the holding unit 80. Preferably, the portion constituting the holding surface is made detachable, and the thickness of the portion constituting each holding surface is adjusted or the holding portion 80 and the coating head holding surface 82 are adjusted according to the target convex shape. If the structure is such that a spacer can be inserted between the two, the preliminary setting work can be performed quickly. Furthermore, if the part constituting the coating head holding surface 82 has a bimetal structure whose volume changes depending on the applied temperature, the individual height can be freely adjusted by locally adjusting the temperature of each holding surface. It is also possible to keep it.
[0070]
Further, the cross sections of the holding portion 80 and the coating head 40 are designed to have the same rigidity against the deflection in the longitudinal direction. In this case, when holding the holding unit 80 and the coating head 40, the holding unit 80 and the coating head 40 are in opposite directions depending on the action-reaction relationship, depending on the convex shape formed by the coating head holding surface 82. In addition, since it is deformed by substantially the same amount, a convex shape with a self-weight deflection amount of substantially zero can be predicted quickly.
[0071]
In this embodiment, the coating head holding surface 82 is adjusted. However, the same adjustment may be performed on the pair holding unit holding surface 84 or both. Further, although the coating application head and the pair holding unit holding surfaces 82 and 84 are discretely arranged at three locations, the number is not particularly limited and can be increased or decreased as necessary. Moreover, the structure which provides one continuous holding surface in a longitudinal direction instead of discrete arrangement | positioning may be sufficient.
[0072]
In the coating head 40 of the second embodiment shown in FIG. 5, the lip tip portion 70 is arranged such that the amount of deflection of the coating head 40 and the holding portion 80 when held by the holding portion 80 is substantially zero. It is processed into a concave shape opposite to the deflection direction by its own weight.
[0073]
The concave shape of the lip tip portion 70 is a workpiece that is ground with the lip tip portion 70 deformed into a convex shape in the longitudinal direction by forcibly pushing the die from the back surface, or is a planet that rotates on a rotating surface plate. When finishing the lip tip 70 with a lapping machine that polishes the surface, the temperature distribution of the rotating surface plate is adjusted, or the coating head 40 is wrapped in a convex shape as in the above-described grinding process. Apply known processing methods.
It is possible to set by doing.
[0074]
In the coating apparatus according to the present invention, the amount of deflection of its own weight when the coating head 40 is held by the holding unit 80 is measured in advance, and the profile in the longitudinal direction of the coating head holding surface 82 described above according to the amount of deflection. Or the shape of the longitudinal direction of the lip front-end | tip part 70 is set.
[0075]
The method for measuring the self-weight deflection is not particularly limited, but the straightness defined in JIS B0621 (1984), that is, “the magnitude of the deviation from the geometrically correct straight line of the linear feature” is used. A commonly used method can be applied to measure.
[0076]
For example, after the application head 40 is held by the holding unit 80, the straightness in the longitudinal direction on the upper surface 41 of the application head 40 is measured by a commercially available level, autocollimator, or indicator, etc., thereby calculating the self-weight deflection amount. can do.
[0077]
In this case, the flatness in the common tolerance region of the pair application head and the pair holding unit holding surfaces 82 and 84 is set to 10 μm or less, preferably 5 μm or less, more preferably 2 μm or less, and with respect to the upper surface 41, The pair holding portion holding surface 84 and the lip tip portion 70 have a parallelism defined by JIS B 0621 (1984), that is, “a geometrical straight line or a geometrical shape parallel to a reference datum straight line or datum plane”. In order to calculate the amount of deflection of its own weight with high accuracy, it is preferable to process the linear shape that should be parallel from the plane or the magnitude of the deviation from the plane shape to be 10 μm or less, preferably 5 μm or less.
[0078]
When measuring the straightness with a level or an autocollimator, the displacement in the longitudinal direction at an arbitrary position on the upper surface 41 is measured by the two-point chain method, and JIS B 0621 (1984) is used to convert the data into straightness. However, the straightness processed by the both-ends reference method or the least square method, which is more commonly used, may be used as the self-weight deflection amount. In the case of measuring with an indicator, the straightness of the upper surface 41 may be measured using the upper surface of the stage 6 as a reference surface plate, and the amount of deflection of its own weight may be calculated.
[0079]
The details of the straightness measurement method described above are described in, for example, “Actual Precision Measurement” (Kenichi Nakano) published by Kaibundo Publishing Co., Ltd.
[0080]
In addition, as a simple method, a commercially available distance sensor that can measure the distance of the lip tip 70 from the upper surface of the stage 6 is installed on one end face in the reciprocating direction of the stage 6 at least three places in the longitudinal direction at both ends and the center. Alternatively, the amount of deflection of the coating head 40 and the holding unit 80 with respect to the upper surface of the stage 6 may be measured with a distance sensor (not shown).
[0081]
In order to make the measured weight deflection of the coating head 40 and the holding unit 80 substantially zero, that is, less than 10%, preferably 5% or less, and more preferably 2% or less with respect to the set clearance. In Example 1, the relative difference (Hc−He) between the center holding surface height Hc and the end portion holding surface height He of the coating head holding surface 82 described above is about 2 with respect to the maximum deformation amount at both ends and the center portion. Further, it is set in consideration of the average value of the waviness in the coating width direction on the upper surface of the stage 6. Further, in Example 2, the center of the lip tip 70 is processed into a concave shape in accordance with the measured amount of deflection of its own weight in the direction opposite to the deformation due to its own deflection of the coating head 40 and the holding unit 80. ing.
[0082]
The coating head 40 of the present invention shown in FIG. 6 includes a front lip 59 and a rear lip 60 which are long blocks, for example, exceeding 1 m, and these front and

rear lips

59 and 60 are reciprocated by the stage 6. It is located in front of and behind the moving direction and is held integrally with each other. A widening path for expanding the coating liquid in the coating width direction, that is, a manifold 62, which is always connected to the coating liquid supply hose 42 via an internal passage, is formed in the central portion of the coating head 40. The manifold 62 extends in a direction perpendicular to the reciprocating direction of the stage 6.
[0083]
A lip gap 64 extends vertically downward from the manifold 62 and opens on the lower surface of the coating head 40. The lower end opening of the lip gap 64, that is, the discharge port 66 extends in a direction orthogonal to the reciprocating direction of the stage 6 similarly to the manifold 62. Specifically, a shim (not shown) is interposed between the front lip 59 and the rear lip 60. Depending on the thickness of the shim, the gap between the lip gap 64 and the discharge port 66, that is, the length along the reciprocating direction of the stage 6, is set to, for example, 50 μm or more and 300 μm or less.
[0084]
Next, the manufacturing method of the application member (color filter) performed using the die coater mentioned above is demonstrated.
[0085]
First, when the origin of each operating part in the die coater is returned, the stage 6 is positioned below the thickness sensor 22, and from the tank 50 through the suction hose 48 and the supply hose 42, the manifold in the coating head 40. The coating liquid is filled in the path leading to 68 and the lip gap 64.
[0086]
In this state, the glass substrate A is supplied onto the stage 6 from a loader (not shown), and this glass substrate A is held on the stage 6 under the suction pressure. When the loading of the glass substrate A is completed in this manner, the thickness sensor 22 is lowered to a predetermined position, and the thickness of the glass substrate A is measured by the thickness sensor 22. After the measurement, the thickness sensor 22 is raised to the original position.
[0087]
Simultaneously with the start of the loading of the glass substrate A described above, the electromagnetic switching valve 46 of the syringe pump 44 is switched to connect the suction hose 48 to the pump main body 52, whereby the pump main body 52 causes the inside of the tank 50 to be switched. The coating liquid is sucked through the suction hose 48. When a predetermined amount of application liquid is sucked into the syringe pump 44, the electromagnetic switching valve 46 is switched to connect the pump body 52 and the supply hose 42. Then, the stage 6 is moved forward toward the coating head 40 and stopped immediately before the coating head 40. Thereafter, the coating head 40 descends, and a predetermined clearance, that is, the thickness of the coating film to be formed, is formed between the lip tip portion 70 of the coating head 40 and the upper surface of the glass substrate A as shown in FIG. That is, a clearance H of about 1 to 10 times the coating film thickness t is secured. For example, if the coating film thickness t is 40 μm or less, the clearance H is preferably in the range of 50 μm to 300 μm, and more preferably in the range of 100 μm to 150 μm. When the thickness is less than 50 μm, even if the self-weight deflection amount of the coating head 40 and the holding unit 80 is reduced, the uniformity of the coating thickness is poor due to the uneven thickness of the glass substrate A, and the production efficiency is lowered. On the other hand, when it is larger than 300 μm, coating defects such as vertical stripes are likely to occur at the coating start portion. The clearance H is based on an output signal from a distance sensor (not shown) that measures the distance between the stage 6 and the coating head 40 in consideration of the thickness of the glass substrate A measured by the thickness sensor 22. By setting the lowered position of the coating head 40, it is set accurately.
[0088]
Next, the stage 6 is further moved forward, the formation of the coating film on the upper surface of the glass substrate A is positioned immediately below the discharge port 66 of the coating head 40, and the stage 6 is temporarily stopped.
[0089]
Substantially simultaneously with the temporary stop of the stage 6, the syringe pump 44 is started to discharge the coating liquid, and the coating liquid is supplied toward the coating head 40. Thereby, the coating liquid L is discharged onto the glass substrate A from the discharge port 66 of the coating head 40. Here, since the gap of the discharge port 66 is constant along the longitudinal direction of the coating head 40, that is, the reciprocating direction of the stage 6, the discharge port 66 has a gap along the start line of the glass substrate A. In this manner, the coating liquid L is discharged, and as a result, a liquid pool B (FIG. 6) of the coating liquid is formed between the coating head 40 and the glass substrate A along the start line.
[0090]
When the stage 6 is advanced in the forward direction at a constant speed while the discharge of the coating liquid L from the discharge port 66 is continued simultaneously with the formation of the liquid reservoir B, the glass substrate A is passed through the liquid reservoir B. A coating film D of the coating liquid L is continuously formed on the upper surface of the film.
[0091]
Therefore, in order to make the thickness of the coating film D uniform, it is important to set the clearance H uniformly in the longitudinal direction and form a uniform liquid pool over the coating width direction.
[0092]
As the stage 6 progresses, when the finish line that should finish forming the coating film D on the glass substrate A reaches the position immediately before the discharge port 66 of the coating head 40, the discharge operation of the syringe pump 44 is performed at this point. Is stopped, the formation of the coating film D is continued up to the finish line while consuming the coating liquid in the liquid pool on the glass substrate A. Note that the discharge operation of the syringe pump 44 may be stopped when the finish line on the glass substrate A passes through the discharge port 74 of the coating head 40.
[0093]
When the finish line on the glass substrate A passes or passes through the discharge port 66, the suction operation of the syringe pump 44 is slightly performed, whereby the coating liquid L in the lip gap 64 of the coating head 40 is discharged. , Suction to the manifold 62 side.
[0094]
At the same time, the application head 40 is raised to the original position, and the discharge process of the application liquid L from the application head 40 is completed. Next, after giving the syringe pump 44 a discharge operation by the same amount as the suction operation so that no air remains in the lip gap 64 of the coating head 40, the electromagnetic switching valve 46 has the pump body 52 and the suction hose 48. Is switched so that the coating liquid in the tank 50 is sucked into the pump main body 52 through the suction hose 48. When a predetermined amount of coating liquid is sucked into the syringe pump 44, the electromagnetic switching valve 46 of the syringe pump 44 is switched to connect the pump body 52 and the supply hose 42. In addition, the coating liquid L adhering to the lip | tip front-end | tip part 70 is wiped off by a cleaner (not shown) in the raising position of the coating head 40.
[0095]
On the other hand, the forward movement of the stage 6 continues even after the discharge process of the coating liquid L is completed, and the forward movement is stopped when the stage 6 reaches the end of the guide groove rail 4. In this state, the glass substrate A on which the coating film D is formed is released from the stage 6 by the unloader after the suction by the suction is released. Thereafter, the stage 6 is moved back and returned to the initial position shown in FIG. 1, and a series of coating steps is completed. At the initial position, the stage 6 stands by until a new glass substrate is loaded.
[0096]
The above-described die coater for forming the coating film D on the glass substrate A includes the coating head 40 and the holding unit 80 that can reduce the influence of the deflection of the coating head 40 by its own weight and the planar accuracy of the upper surface of the stage 6. Therefore, it is possible to easily set a uniform clearance H in the coating width direction, and the size is large without an increase in weight accompanying an increase in the rigidity of the coating head 40 and the operator performing special adjustment work. The coating film D can be uniformly formed on the glass substrate, which is suitable for manufacturing a color filter.
[0097]
In the above, although the Example in the coating device of this invention and the manufacturing method of a coating member was demonstrated, the specific structure of the coating device which concerns on this invention is not restricted to this Example, The summary of this invention is shown. The design can be changed without departing from the scope, and the coated member to be applied to the coated member manufacturing method according to the present invention is not only the glass substrate described above, but also a single-wafer member such as a metal plate, or a film. A continuously connected member such as a web or a metal foil may be used, and a manufactured application member may be a member for plasma display, a plate material, or the like. As the coating solution, a solution obtained by dissolving or dispersing a polymer material or an inorganic substance in water or an organic solvent can be used.
[0098]
【Example】
In the die coater, in order to uniformly apply the coating solution to a very large glass substrate, for example, 1100 mm x 960 mm in length and width, and 0.7 mm in thickness, as described above, uniform clearance is set in the longitudinal direction. It is important to hold the coating head on the coating head holding part so that it can be done.
[0099]
In Table 1, the film thickness accuracy in the coating width direction when the coating film D is formed on the above glass substrate by the coating apparatus of the present invention having a coating width of 1100 mm is shown in comparison with a conventional coating apparatus. .
[0100]
In the present embodiment and the comparative example, the pair holding portion holding surfaces 84 of the slit die 40 that are discretely arranged at three locations are formed with each holding surface having a flatness of 1.6 μm in a common tolerance region. The linear profile is set so as to be parallel to the lip tip 70 by 5 μm.
[0101]
Next, in order to measure the self-weight deflection amount of the coating head 40 and the holding unit 80, the flatness of each of the coating head holding surfaces 82 was set to 1.8 μm at the common intersection area. And the displacement amount of the longitudinal direction 6 places of the upper surface 41 in the coating head 40 hold | maintained at the holding | maintenance part 80 is used for the commercially available level level "Niigata Seiki Co., Ltd. level nick precision class electronic level DL-S3", When measured by the two-point chain method and the obtained displacement amount was converted by the both-ends reference method, the self-weight deflection of the coating head and the holding portion had a convex distribution with the center facing downward, and the self-weight deflection amount was 18 μm.
[0102]
In Example 1-1, the thickness of the holding surfaces at both ends is set in advance so that the relative difference (Hc−He) between the center holding surface height Hc and the end holding surface height He of the coating head holding surface 82 is 36 μm. By adjusting it, the amount of deflection of the coating head and the holding part when the application head 40 was held by the holding part 80 was 1.8 μm. The straightness of the lip tip 70 of the coating head 40 was 2 μm.
[0103]
In Example 1-2, on the upper surface of the stage 6, the average straightness distribution calculated by averaging the straightness in the application width direction at three locations in the reciprocating direction tended to be 6 μm convex at the center. Coating was performed by adjusting the thickness of the holding surfaces at both ends in advance so that the relative difference (Hc−He) between the central holding surface height Hc and the end holding surface height He was 48 μm. The coating head 40 was the same as that used in Example 1-1.
[0104]
In Example 2, after setting the relative difference (Hc−He) between the center and both ends of the coating head holding surface to 1.5 μm, the longitudinal direction at the tip of the lip is processed into a shape having a concave shape of 18 μm at the center in advance. Application was performed by the application head 40 previously prepared.
[0105]
Further, as a comparative example, application was performed in the holding state shown in FIG. 7 without considering the self-weight deflection of the application head and the holding unit. In this case, the weight deflection amount was 18 μm as described above.
[0106]
In this experiment, the gap of the lip gap 64 was set to 100 μm, the clearance H was set to 100 μm, the coating thickness t of the coating film D to be formed was set to 25 μm, and the coating speed was set to 6 m / min.
[0107]
In addition, as a coating solution, Pigment Red 177 and glass beads are dispersed in γ-butyrolactone using a homogenizer, and the viscosity of the γ-butyrolactone solution of polyamic acid is 15 mPa · s in a pigment dispersion obtained by removing the glass beads by filtration. A color paste added and mixed as appropriate was used.
[0108]
[Table 1]

[0109]
As is apparent from Table 1, in the die coater of the present invention, since the deflection of the coating head and the holding part can be reduced, the clearance can be set uniformly, and even when the coating width exceeds 1 m, the coating member has a uniform coating thickness. Can be manufactured.
[0110]
【The invention's effect】
As described above, according to the coating apparatus and the coating member manufacturing method, and the color filter manufacturing apparatus and manufacturing method of the present invention, for example, coating is performed on a large glass substrate having a coating width exceeding 1 m. Even in the case of applying the liquid, the length of the coating head, the coating head holding unit, or the tip of the lip tip is previously reduced so that the deformation due to the weight of the coating head or the coating head holding unit and the influence of the plane accuracy of the upper surface of the stage 6 can be reduced. Since the shape of the direction is set, there is no need to increase the size of the coating head in order to increase the troublesome deflection adjustment and rigidity, and the operator can easily and quickly set a uniform clearance. It becomes possible to form a uniform coating film of the coating solution. As a result, when the member to be coated is a single-wafer member, that is, a glass substrate for a color filter, a high-quality color filter can be obtained efficiently.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view of a die coater according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic side view illustrating the die coater of FIG. 1 including a coating liquid supply system and a control system of each operation member. FIG.
3 is a schematic perspective view showing a coating head and a holder used in the die coater of FIG. 1. FIG.
4 is a perspective view schematically showing a state in which, when the coating head is held by the holding unit of FIG. 3, the coating head and the holding unit are deformed, and the deflection of the own weight is reduced. FIG.
FIG. 5 is a schematic perspective view of a coating head capable of ignoring the amount of deformation due to its own weight deflection in the present invention.
6 is a cross-sectional view showing a coating state of a coating head used in the die coater shown in FIG.
FIG. 7 is a schematic perspective view showing a holding state of a conventional coating head and holding unit without taking into account the self-deflection of the coating head and holding unit.
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a geometric shape of an anti-coating head holding surface and an anti-holding portion holding surface in Embodiment 1.
[Explanation of symbols]
2: Base
4: Guide groove rail
6: Stage (support means)
8: Slide leg
12: Casing
14: Feed screw
16: Connector
18: AC servo motor
20: Sensor support
21: Lifting actuator
22: Thickness sensor
24: Die support
26: Lifting device
28: Casing
30: AC servo motor
32: Holder
36: Horizontal bar
38: Adjustment actuator
40: Application head
42: Supply hose
44: Syringe pump (supply means)
46: Electromagnetic switching valve
48: Suction hose
50: Tank
52: Pump body
54: Computer
56: Sequencer
58: Position sensor
59: Front lip
60: Rear lip
62: Manifold
64: Lip gap
66: Discharge port
70: Lip tip
80: Holding part (holding means)
82: Anti-coating head holding surface
84: Anti-holding surface
A: Glass substrate (member to be coated)
B: Liquid pool

Claims

A coating head having a discharge port for discharging the coating liquid, a holding unit for holding the coating head, a support unit for supporting a member to be coated facing the discharge port of the coating head, a coating head or a coating target In the coating apparatus that includes a moving unit that relatively moves one of the coating members, and forms a coating film of the coating liquid that is ejected from the ejection port of the coating head on the coated member, the holding unit and the coating head has a holding surface for holding a coating head, respectively, and at least one holding surface, rather Do on the same plane in the longitudinal direction of the coating head, further, each of the holding means and the applicator head has said by the holding surface abutting each other, said holding means and the application head is fixed to the clearance in the longitudinal direction of the coating head is substantially uniform Coating apparatus according to claim.

The coating apparatus according to claim 1, wherein the holding unit and / or the holding surface of the coating head has three or more discrete positions in the longitudinal direction of the coating head.

The coating apparatus according to claim 2, wherein each holding surface of the holding unit and / or the coating head has a different position in the vertical direction .

The coating apparatus according to claim 1, wherein the member to be coated is a sheet-shaped member.

The application member in the coating apparatus according to any one of claims 1 to 4, apparatus for producing a color filter, comprising the application target member for a color filter production.

Either the coating head or the member to be coated is moved relatively while discharging the coating liquid from the discharge port of the coating head held by the holding means toward the member to be coated supported on the support. In the manufacturing method of the coating member for forming a coating film on the member to be coated, the holding unit and the coating head each have a holding surface for holding the coating head, and at least one holding surface Are not on the same plane in the longitudinal direction of the coating head, and the holding means and the respective holding surfaces of the coating head are brought into contact with each other, whereby the clearance becomes substantially uniform in the longitudinal direction of the coating head. In this way, the holding means and the coating head are fixed .

The method for manufacturing an applying member according to claim 6 , wherein the holding surface is discretely provided at three or more locations.

The method of manufacturing an application member according to claim 7 , wherein positions of the holding means and / or the holding surfaces of the application head are different in the vertical direction.

The method for producing an application member according to claim 6 , wherein the member to be applied in the method for producing an application member according to claim 6 is a single-wafer member.

The method for producing a color filter, wherein the member to be coated in the method for producing a coating member according to any one of claims 6 to 8 comprises a member to be coated for producing a color filter.